Новые растительные сорбенты для очистки водоемов от аварийных разливов нефти и продуктов на ее основе | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №10 (90) май-2 2015 г.

Дата публикации: 14.05.2015

Статья просмотрена: 350 раз

Библиографическое описание:

Громыко Н. В. Новые растительные сорбенты для очистки водоемов от аварийных разливов нефти и продуктов на ее основе // Молодой ученый. — 2015. — №10. — С. 192-195. — URL https://moluch.ru/archive/90/18519/ (дата обращения: 18.10.2018).

Получены новые сорбционные материалы на основе лузги подсолнечника и шелухи гречихи. Исследована адсорбционная способность данных растительных сорбентов по отношению к легким и средним фракциям нефтепродуктов. Показано, что наибольшей эффективностью обладает материал из шелухи гречихи, последовательно обработанный концентрированной соляной кислотой и 33-прцентным раствором едкого натра. Данный модифицированный препарат по своим адсорбционным свойствам в отношении нефтепродуктов не уступает современным промышленным сорбентам.

Ключевые слова: лузга подсолнечника, шелуха гречихи, модификация полисахаридной матрицы, нефтепродукты, экология водных ресурсов, адсорбционная способность.

 

Одним из наиболее опасных экологических катастроф являются разливы нефти и продуктов на ее основе. Аварии на действующем нефтепроводе, автомобильном, железнодорожном, водном транспорте, а также на заводах сопровождаются попаданием нефти в почвы и водоемы, а также в подземные объекты [1, с. 31–32]. В связи с расширением областей применения нефти и нефтепродуктов все большее количество попадает в океаны, моря, реки, озера. Существуют различные способы ликвидации разливов нефтепродуктов: с помощью механических средств, сорбционными, рассеивание пленок из нефтепродуктов химическими или биологическими препаратами, сжиганием на поверхности водоемов и др. [2, с 10].

Сорбционный метод является одним из наиболее рациональных и эффективных методов, применяемых для ликвидации нефтяных разливов. Он позволяет быстро и эффективно удалять загрязнения чрезвычайно широкой природы практически до любой остаточной концентрации независимо от их химической устойчивости [3, с. 107].

В последнее время широкое распространение получило использование растительных сорбентов, полученных из древесных опилок, листового опада, скорлупы орехов, шелухи крупяных культур [4]. Каждый регион в зависимости от специфики промышленности, географического положения, климатических условий имеет крупные запасы того или иного растительного отхода, который в большинстве случаев сжигается (что ухудшает экологическое состояние атмосферного воздуха). В республике Башкортостан таким многотоннажным сырьем являются отходы переработки подсолнечника и гречихи, общее количество которых составляет более 600 т / год. Использование данных отходов для получения сорбентов для удаления нефтепродуктов позволит не только получить эффективные материалы, но и одновременно связать их экологически безопасную ликвидацию с рациональным применением [5, с. 32–6, с. 12]..

В данной работе исследована возможность применения сорбционных материалов на основе растительного сырья (лузга подсолнечника, шелуха гречихи), полученные путем кислотно-щелочной и низкотемпературной обработки. В зависимости от условий модификации исходного сырья были получены различные материалы, с различными сорбционными характеристиками.

Экспериментальная часть

Для получения различных сорбционных материалов исходное сырье промывалось с целью удаления растворимых полисахаридов, липидов и красящих веществ водным раствором этанола (1:1) и горячей дистиллированной водой. В дальнейшем проводилось замачивание в концентрированной соляной кислоте с последующей обработкой концентрированным раствором едкого натра (кислотно-щелочной сорбент), либо кипячением в 4- % растворе гидроксида натрия, после чего производили заморозку материала при -20 0С с последующей дефростацией острым паром (низкотемпературный сорбент).

Рис.1. Способы получения сорбентов на основе лузги подсолнечника и плодовых оболочек гречихи

 

Полученные препараты впоследствии тщательно промывали дистиллированной водой, высушивали в сушильном шкафу при температуре + 100 0С до постоянной массы. Высушенный материал измельчался до частиц размером 1–2 мм. Сорбционную активность образцов лузги подсолнечника и шелухи гречихи по отношению к растворенным загрязнителям исследовали фотоколориметрическим методом.

Обсуждение результатов

Для изучения сорбции растворимых нефтепродуктов были использованы полученные материалы образцы с различными характеристиками и определены параметры сорбции. Сорбция нефтепродуктов проводилась путем контактирование 50 мл раствора нефтепродуктов легкой и тяжелой фракций (бензин, керосин, дизельное топливо) с сорбентами (0,5 г) в конических колбах. Содержание нефтепродуктов в растворе анализировали до и после сорбции колориметрическим методом [2]. Модельные растворы готовили путем взбалтывания в делительной воронке дистиллированной воды с избытком нефтепродукта с последующим отстаиванием и отделением водной фазы. Полученные результаты эксперимента позволили рассчитать величину статической емкости сорбентов (СОЕ), степень извлечения загрязнителя из воды (Е) и коэффициент распределения (К) [7]..

Статическая обменная емкость вычисляли по формуле:

                                                                                     (1)

Степень извлечения загрязнителя из воды:

                                                                                                (2)

Коэффициент распределения (К), т. е. отношение концентрации нефтепродукта, содержащегося в сорбенте, к его концентрации в растворе

                                                                                           (3)

где СОЕ — статическая обменная емкость, мг/г;

g –масса сухого сорбента, г;

V — объем приливаемой к сорбенту воды, л;

Сисх.– концентрация в исходной воде, г/г;

Сравн.–равновесная (остаточная) концентрация в фильтрате, устанавливающаяся в воде

Таблица 1

Сорбционные характеристики полученных образцов

Сорбция керосина

Сорбция бензина

Сорбция дизельного топлива

Е, %

СОЕ

К

Е, %

СОЕ, мг

К

Е, %

СОЕ, мг

К

1

57.6

3.7

0.132

51.4

5.7

0.106

66.4

16.2

0.197

2

60.0

3.9

0.150

67.6

7.5

0.208

66.0

16.0

0194

3

73.8

4.8

0.282

77.5

9.3

0.342

85.7

20.9

0.297

4

65.7

4.2

0.244

57.1

6.6

0.147

61.9

15.1

0.162

5

18.5

1.2

0.023

23.4

2.6

0.031

52.1

12.7

0.109

6

58.4

3.8

0.141

56.2

6.3

0.135

68.1

17.0

0.212

 

Примечание:

1.                  Лузга подсолнечника, подвергнутая кислотно-щелочной обработке

2.                  Лузга подсолнечника, подвергнутая низкотемпературной обработке

3.                  Шелуха гречихи, подвергнутая кислотно-щелочной обработке

4.                  Шелуха гречихи, подвергнутая низкотемпературной обработке

5.                  Уголь активированный медицинский марки БАУ (для сравнения)

6.                  Сорбент торфяной «Сорбонафт»

На основе изучения кинетики сорбции нефтепродуктов в статических условиях установлено, что наибольшей сорбционной емкостью обладает сорбент, полученный на основе шелухи гречихи, подвергнутой низкотемпературной обработке, который превосходит по сорбции нефтепродуктов промышленный торфяной сорбционный материал «Сорбонафт» в среднем на 30 %. При этом нами был сделан вывод, что на процесс сорбции влияют вид исходного сырья и структура пор сорбента, которая определяется, главным образом, условиями модификации. Изотермы сорбции нефтепродуктов (керосина), полученные в статических условиях, свидетельствуют о высокой сорбционной способности кислотно-щелочной гречишной шелухи.

Рис. 2. Изотерма сорбции керосина шелухой гречихи, подвергнутой низкотемпературной обработке и торфяного сорбента «Сорбонафт»

 

Таким образом, исследования сорбционной способности модифицированных лузги подсолнечника и шелухи гречихи, показали, что наибольшей эффективностью обладает шелуха гречихи, подвергнутая кислотно-щелочной обработке. Данный образец имеет наибольшие параметры адсорбции нефтепродуктов, превосходящие таковые для промышленного сорбента «Сорбонафт» на 30 %. Это дает широкие возможности для получения дешевых экологически чистых сорбентов из отходов переработки растительных культур.

 

Литература:

 

1.         Карелин Я. А., Попова И. А., Евсеева Л. А. и др. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов — М.: Стройиздат, 1982.

2.         Роев Г. А., Юфин В. А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов — М.: Недра, 1987.

3.         Стахов Е. А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов — Л.: Недра, 1983.

4.         Роев Г. А. Очистные сооружения. Охрана окружающей среды — М.: Недра,1993.

5.         Родионов А. И., Клушин В. П., Торочешников И. С. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов — М.: Химия, 1989.

6.         Очистка производственных сточных вод: учебное пособие для вузов/ Под. ред. Яковлева С. В. — М: Стройиздат, 1985.

Основные термины (генерируются автоматически): шелуха гречихи, лузга подсолнечника, кислотно-щелочная обработка, низкотемпературная обработка, сорбент, исходное сырье, концентрированная соляная кислота, едкий натр, подвергнутая низкотемпературная обработка, дизельное топливо.


Ключевые слова

лузга подсолнечника, шелуха гречихи, модификация полисахаридной матрицы, нефтепродукты, экология водных ресурсов, адсорбционная способность

Похожие статьи

Натуральный краситель из шелухи гречихи | Статья в журнале...

Ключевые слова: шелуха гречихи, экстрагирование, натуральный краситель.

растительного сырья, применяют различные кислотные или щелочные реагенты для ускорения гидролиза

Пат. ПМ 74630 РФ Линия производства красителя из лузги гречихи / М. В. Солуянова, В. Н...

Изучение влияния предпосевной обработки фунгицидами...

кислотное число масла, активность, вариант обработки, кислотное число, семен подсолнечника, ранговый тест, Множественный ранговый тест, KOH, кислая липаза, щелочная липаза.

Адсорбционная очистка нефтяных масел | Статья в журнале...

С этой целью представляют интерес образцы, полученные из глины путем обработки ее сначала растворами минеральных кислот, а затем

Регенерирующая способность сорбентов, полученных щелочно-кислотным способом активации, выше, чем у естественных глин, но...

Определение оптимальных режимов активации бентонитовых глин...

Цветность исходного масла, в карсных и синих единицах (время проведения осветления).

Но степень осветления растительных масел этим сорбентом на порядок меньше чем у сорбентов полученных традиционными способами обработкой кислотой.

Регенерация отработанных масел минеральными сорбентами...

В данной работе показана переработка ОСМ, основанная на использовании в качестве сорбентов минерального сырья Туркменистана – бентонитов и

В контактной мешалке масло после кислотной обработки перемешивается со свежим просушенным адсорбентом.

Исследования сорбентов, используемых для очистки...

Все изученные сорбенты, включая полимерные, оказались гидрофобными, не тонули при сборе нефтяной пленки, (за исключением керамзита), сохраняли сорбционные свойства после низкотемпературной обработки. Таблица 1.

Обоснование способа снижения класса опасности химического...

Хранение серной кислоты и едкого натра в фильтровальном зале химического цеха производится в баке запаса серной

Методические указания по разработке инструкций и режимных карт по эксплуатации установок докотловой обработки воды и по ведению...

Способы очистки морских акваторий от нефтяных загрязнений

Земнухова, Л. А. Изучение сорбционных свойств шелухи риса и гречихи по отношению к

Долгих, О. Г. Получение нефтесорбентов карбонизацией лузги подсолнечника / О. Г. Долгих, С. Н. Овчаров

— С. 405–408. Балтренас П. Б. Натуральное сырье для производства сорбента...

Технология обработки семян хлопчатника и изучение качества...

В статье рассмотрены этапы получения, обработки хлопчатых семян, предложен метод изучения качества продукции.

Для удаления госсипола масло подвергают рафинации. В хлопковом масле имеется 20–22 % пальмитиновой кислоты, поэтому оно мутнеет при...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Натуральный краситель из шелухи гречихи | Статья в журнале...

Ключевые слова: шелуха гречихи, экстрагирование, натуральный краситель.

растительного сырья, применяют различные кислотные или щелочные реагенты для ускорения гидролиза

Пат. ПМ 74630 РФ Линия производства красителя из лузги гречихи / М. В. Солуянова, В. Н...

Изучение влияния предпосевной обработки фунгицидами...

кислотное число масла, активность, вариант обработки, кислотное число, семен подсолнечника, ранговый тест, Множественный ранговый тест, KOH, кислая липаза, щелочная липаза.

Адсорбционная очистка нефтяных масел | Статья в журнале...

С этой целью представляют интерес образцы, полученные из глины путем обработки ее сначала растворами минеральных кислот, а затем

Регенерирующая способность сорбентов, полученных щелочно-кислотным способом активации, выше, чем у естественных глин, но...

Определение оптимальных режимов активации бентонитовых глин...

Цветность исходного масла, в карсных и синих единицах (время проведения осветления).

Но степень осветления растительных масел этим сорбентом на порядок меньше чем у сорбентов полученных традиционными способами обработкой кислотой.

Регенерация отработанных масел минеральными сорбентами...

В данной работе показана переработка ОСМ, основанная на использовании в качестве сорбентов минерального сырья Туркменистана – бентонитов и

В контактной мешалке масло после кислотной обработки перемешивается со свежим просушенным адсорбентом.

Исследования сорбентов, используемых для очистки...

Все изученные сорбенты, включая полимерные, оказались гидрофобными, не тонули при сборе нефтяной пленки, (за исключением керамзита), сохраняли сорбционные свойства после низкотемпературной обработки. Таблица 1.

Обоснование способа снижения класса опасности химического...

Хранение серной кислоты и едкого натра в фильтровальном зале химического цеха производится в баке запаса серной

Методические указания по разработке инструкций и режимных карт по эксплуатации установок докотловой обработки воды и по ведению...

Способы очистки морских акваторий от нефтяных загрязнений

Земнухова, Л. А. Изучение сорбционных свойств шелухи риса и гречихи по отношению к

Долгих, О. Г. Получение нефтесорбентов карбонизацией лузги подсолнечника / О. Г. Долгих, С. Н. Овчаров

— С. 405–408. Балтренас П. Б. Натуральное сырье для производства сорбента...

Технология обработки семян хлопчатника и изучение качества...

В статье рассмотрены этапы получения, обработки хлопчатых семян, предложен метод изучения качества продукции.

Для удаления госсипола масло подвергают рафинации. В хлопковом масле имеется 20–22 % пальмитиновой кислоты, поэтому оно мутнеет при...

Задать вопрос